CHON: YHTEISET OMINAISUUDET, ERITYISPIIRTEET JA MOLEKYYLIT - KEMIA - 2026

CHON: C-hiili, H-vety, O-happi ja N-typpi, ovat ryhmä kemiallisia alkuaineita, jotka muodostavat elävän aineen. Aineellisella sijainnillaan jaksollisessa taulukossa näillä atomeilla on ominaisuudet, jotka tekevät niistä sopivia orgaanisten ja kovalenttisten molekyylien muodostamiseen.

Nämä neljä kemiallista alkuainetta muodostavat suurimman osan elävien olentojen molekyyleistä, joita kutsutaan bioelementeiksi tai biogeenisiksi alkuaineiksi. Ne kuuluvat primaaristen tai tärkeimpien bioelementtien ryhmään, koska niitä on 95% elävien olentojen molekyyleissä.

Lähde: Gabriel Bolívar

CHON-molekyylit ja atomit on esitetty yläkuvassa: kuusikulmainen rengas hiilen molekyyliyksikönä; H ₂ -molekyylin (vihreä); kaksiatominen molekyyli O ₂ (värillinen sininen); ja kaksiatominen molekyyli N ₂ (punainen), ja sen kolmoissidos.

Niillä on yhteisten ominaisuuksien lisäksi joitain erityispiirteitä tai ominaisuuksia, jotka selittävät miksi ne soveltuvat biomolekyylien muodostamiseen. Koska niillä on pieni atomipaino tai massa, ne tekevät niistä erittäin elektronegatiivisia ja muodostavat vakaita, vahvoja, korkean energian kovalenttisia sidoksia.

Ne sitoutuvat yhdessä muodostaen osan orgaanisten biomolekyylien, kuten proteiinien, hiilihydraattien, lipidien ja nukleiinihappojen, rakenteesta. Ne osallistuvat myös epäorgaanisten molekyylien muodostumiseen, jotka ovat välttämättömiä elämän olemassaololle; kuten vesi, H ₂ O.

CHONin yhteiset ominaisuudet

Matala atomimassa

Niillä on alhainen atomimassa. C: n, H: n, O: n ja N: n atomimassat ovat: 12u, 1u, 16u ja 14u. Tämä aiheuttaa heille pienemmän attisäteen, mikä puolestaan ​​antaa heille mahdollisuuden muodostaa vakaat ja vahvat kovalenttiset sidokset.

Kovalenttiset sidokset muodostuvat, kun atomit, jotka osallistuvat molekyylien muodostamiseen, jakavat valenssielektronejaan.

Pienellä atomimassalla ja siksi pienemmällä atomisäteellä nämä atomit tekevät erittäin elektronegatiivisia.

Suuri elektronegatiivisuus

C, H, O ja N ovat erittäin elektronegatiivisia: ne houkuttelevat voimakkaasti jakamaansa elektronia muodostaessaan sidoksia molekyyliin.

Kaikki näille kemiallisille alkuaineille kuvatut yleiset ominaisuudet ovat edullisia niiden muodostamien kovalenttisten sidosten vakaudelle ja lujuudelle.

Kovalenttiset sidokset, että ne muodostavat voi olla apolaarinen kun samoja elementtejä liittyä muodostaen kaksiatomiseksi molekyylien, kuten O ₂. Ne voivat olla myös polaarisia (tai suhteellisen polaarisia), kun yksi atomista on enemmän elektronegatiivista kuin toinen, kuten O: n tapauksessa H: n suhteen.

Näillä kemiallisilla elementeillä on liikkuminen elävien olentojen ja ympäristön välillä, jota kutsutaan luonnossa biogeokemialliseksi kiertoksi.

Lisäominaisuudet

Joitakin näiden kemiallisten elementtien erityispiirteitä tai ominaisuuksia, jotka antavat syyn sen biomolekyylien rakenteelliseen toimintaan, mainitaan jäljempänä.

Hiiliatomi C

-Ten tetravalenssinsa vuoksi C voi muodostaa 4 sidosta 4 erilaisella tai yhtä suurella elementillä, muodostaen suuren määrän orgaanisia molekyylejä.

- Se voidaan kiinnittää muihin hiiliatomeihin, jotka muodostavat pitkiä ketjuja, jotka voivat olla suoraketjuisia tai haarautuneita.

-Se voi myös muodostaa syklisiä tai suljettuja molekyylejä.

-Se voi muodostaa molekyylejä yhdellä, kaksois- tai kolmoissidoksella. Jos rakenteessa on C: n lisäksi puhdasta H: tä, puhumme hiilivedyistä: vastaavasti alkaaneista, alkeenista ja alkyneistä.

-Yhdistyessään O: n tai N: n kanssa, sidos saa polaarisuuden, mikä helpottaa lähtöisin olevien molekyylien liukoisuutta.

- Yhdistämällä muihin atomiin, kuten O, H ja N, se muodostaa orgaanisten molekyylien erilaisia ​​perheitä. Se voi muodostaa muiden yhdisteiden joukossa aldehydejä, ketoneja, alkoholeja, karboksyylihappoja, amiineja, eettereitä, estereitä.

- Orgaanisilla molekyyleillä on erilainen tilakonformaatio, joka liittyy toiminnallisuuteen tai biologiseen aktiivisuuteen.

H-atomi

-Se on pienin atomiluku kaikista kemiallisista alkuaineista, ja se yhdistyy O: n kanssa muodostaen vettä.

- Tätä H-atomia esiintyy suuressa osassa hiilirunkoissa, jotka muodostavat orgaanisia molekyylejä.

- Mitä suurempi määrä CH-sidoksia biomolekyyleissä, sitä suurempi energia syntyy niiden hapettumisella. Tästä syystä rasvahappojen hapettuminen tuottaa enemmän energiaa kuin se, joka syntyy hiilihydraattien katabolismissa.

O-atomi

Bioelementti muodostaa yhdessä H: n kanssa vettä. Happi on enemmän elektronegatiivista kuin vety, mikä sallii sen muodostaa dipoleja vesimolekyyliin.

Nämä dipolit helpottavat voimakkaiden vuorovaikutusten muodostumista, joita kutsutaan vety sidoksiksi. Heikot sidokset, kuten H-sillat, ovat välttämättömiä molekyylin liukoisuudelle ja biomolekyylien rakenteen ylläpitämiselle.

N-atomi

-Sitä on aminohappojen aminoryhmässä ja muun muassa joidenkin aminohappojen, kuten histidiini, muuttuvassa ryhmässä.

- Se on välttämätöntä aminosokereiden, nukleotidien typpipohjaisten emästen, koentsyymien, muodostumiseen muiden orgaanisten molekyylien joukossa.

CHONia muodostavat molekyylit

vesi

Lähde: Pixabay

H ja O yhdistyvät kovalenttisilla sidoksilla, jotka muodostavat veden suhteessa 2H ja O. Koska happi on enemmän elektronegatiivista kuin vety, ne yhdistyvät muodostaen polaarisen tyyppisen kovalenttisen sidoksen.

Koska sillä on tämän tyyppinen kovalenttinen sidos, se sallii monien aineiden liukoisuuden muodostamalla vety sidoksia niiden kanssa. Vesi on noin 70-80% organismin tai elävän olennon rakenteesta.

Vesi on yleinen liuotin, se suorittaa monia toimintoja luonnossa ja elävissä olennoissa; sillä on rakenteellisia, metabolisia ja sääntelytoimintoja. Vesipitoisessa väliaineessa suurin osa elävien olentojen kemiallisista reaktioista suoritetaan monien muiden toimintojen joukossa.

Kaasut

Lähde: Pixabay

Apolaarisen kovalenttityypin yhdistyessä, toisin sanoen ilman eroja elektronegatiivisuudessa, yhdistyvät yhtä suuret atomit, kuten O. Siten muodostuu ilmakehän kaasuja, kuten typpeä ja molekyylin happea, jotka ovat välttämättömiä ympäristölle ja eläville olennoille.

biomolekyylien

Lähde: Max Pixel

Nämä bioelementit yhdistyvät keskenään ja muiden bioelementtien kanssa muodostaen elävien olentojen molekyylejä.

Niitä yhdistävät kovalenttiset sidokset, jolloin syntyy monomeerisiä yksiköitä tai yksinkertaisia ​​orgaanisia molekyylejä. Nämä puolestaan ​​yhdistyvät kovalenttisilla sidoksilla ja muodostavat monimutkaisia ​​orgaanisia molekyylejä tai polymeerejä ja supramolekyylejä.

Siksi aminohapot muodostavat proteiineja, ja monosakkaridit ovat hiilihydraattien tai hiilihydraattien rakenneyksiköitä. Rasvahapot ja glyseroli muodostavat saippuoituvat lipidit, ja mononukleotidit muodostavat nukleiinihappojen DNA: n ja RNA: n.

Supramolykyylien joukossa ovat esimerkiksi: glykolipidit, fosfolipidit, glykoproteiinit, lipoproteiinit, mm.

Viitteet

1. Carey F. (2006). Orgaaninen kemia. (6. painos). Meksiko, Mc Graw Hill.
2. Kurssin sankari. (2018). 2 bioelementtien bioelementtien tehtävä ensisijaisena. Palautettu osoitteesta: coursehero.com
3. Cronodon. (SF). Bioelements. Palautettu osoitteesta: cronodon.com
4. Elämän henkilö. (2018). Bioelementit: Luokittelu (primaarinen ja toissijainen). Palautettu sivustolta: lifepersona.com
5. Mathews, Holde ja Ahern. (2002). Biokemia (3. painos). Madrid: PEARSON